DQPSK課程設(shè)計(jì)

1、目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)41.1 設(shè)計(jì)目的和意義41.2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求41.3設(shè)計(jì)平臺(tái)42 系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.1 總體方案設(shè)計(jì)52.2具體模塊設(shè)計(jì)52.2.1 dqpsk調(diào)制模塊的設(shè)計(jì)52.2.2可調(diào)信道模塊的設(shè)計(jì)52.2.3dqpsk解調(diào)模塊的設(shè)計(jì)62.3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)62.4模型文件的參數(shù)配置63 仿真與結(jié)果分析84 出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法105 總結(jié)111 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)目的和意義所謂四相相對(duì)移相鍵控也是利用前后碼元之間的相對(duì)相位變化來(lái)表示數(shù)字信息。若以前一碼元相位作為參考，并令為本碼元與前一碼元的初相差，則信息編碼與載波相位變化仍可用qpsk信號(hào)相位編碼邏輯關(guān)系表來(lái)表示。對(duì)于dqpsk而言，可先

2、將輸入的雙比特碼經(jīng)碼型變換，再用碼型變換器輸出的雙比特碼進(jìn)行四相絕對(duì)移相，則所得到的輸出信號(hào)便是四相相對(duì)移相信號(hào)。通常采用的方法是碼變換加調(diào)相法和碼變換加相位選擇法。本設(shè)計(jì)用差分編碼實(shí)現(xiàn)絕對(duì)碼和相對(duì)碼的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后分別在不同信噪比的信道中運(yùn)行，同時(shí)，運(yùn)行結(jié)果輸入顯示器和示波器，根據(jù)結(jié)果分析其在不同信噪比下系統(tǒng)的解調(diào)性能。這樣，實(shí)現(xiàn)了dqpsk數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建模。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求(1)設(shè)計(jì)絕對(duì)碼相對(duì)碼轉(zhuǎn)換電路；(2)設(shè)計(jì)信道模塊，信道噪聲可調(diào)；(3)測(cè)試不同噪聲下解調(diào)系統(tǒng)性能，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)并分析仿真結(jié)果。1.3設(shè)計(jì)平臺(tái)simulink是matlab最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)

3、態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書寫程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于simulink。simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。simuli

4、nk是一種可視化工具。構(gòu)架在simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。simulink與matlab; 緊密集成，可以直接訪問(wèn)matlab大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要包括以下4個(gè)模塊：1、dqpdk調(diào)制模塊；2、可調(diào)信道模塊；3、dqpsk解調(diào)模塊；4、誤碼率計(jì)算模塊。總體方案設(shè)計(jì)如圖1所示。圖1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.2具體模塊設(shè)計(jì)2.2.1 dqpsk調(diào)制模塊的設(shè)計(jì)dqpsk調(diào)制模塊包含隨機(jī)數(shù)

5、發(fā)生器、差分編碼器、dqpsk調(diào)制器。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)的二進(jìn)制基帶信號(hào)，由差分編碼器進(jìn)行差分編碼，將絕對(duì)碼轉(zhuǎn)換為相對(duì)碼，相對(duì)碼經(jīng)過(guò)dqpsk調(diào)制器調(diào)制產(chǎn)生dqpsk碼。在simulink里的模塊化結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2 dqpsk調(diào)制模塊設(shè)計(jì)2.2.2 可調(diào)信道模塊的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)可調(diào)信道采用了simulink中的加性高斯白噪聲信道，可更改該信道的信噪比，實(shí)現(xiàn)在不同噪聲下對(duì)解調(diào)性能的測(cè)試。其機(jī)構(gòu)如圖3所示。圖3 可調(diào)信道模塊設(shè)計(jì)2.2.3 dqpsk解調(diào)模塊的設(shè)計(jì) dqpsk解調(diào)模塊包含差分碼反變換器、dqpsk解調(diào)器，其中，dqpsk解調(diào)器用于將接收到的dqpsk碼解調(diào)為相應(yīng)的相對(duì)碼，差分碼反

6、變換器將相對(duì)碼轉(zhuǎn)換為絕對(duì)碼。在simulink里的模塊化結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4 dqpsk解調(diào)模塊設(shè)計(jì)2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖5所示。圖5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.4 模型文件的參數(shù)配置將電路圖連好后，依次對(duì)各模塊和器件進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)配置。在進(jìn)行dqpsk調(diào)制時(shí)，根據(jù)實(shí)際要求分別要對(duì)基帶信號(hào)、差分編碼器、dqpsk調(diào)制器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置?；鶐盘?hào)的的參數(shù)設(shè)置如圖6所示。圖6 基帶信號(hào)參數(shù)設(shè)置差分編碼器的參數(shù)設(shè)置如圖7所示。圖7 差分編碼器參數(shù)設(shè)置dqpsk調(diào)制器的參數(shù)設(shè)置如圖8所示。圖8 dqpsk調(diào)制器參數(shù)設(shè)置3 仿真與結(jié)果分析接下來(lái)就是對(duì)構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)行仿真。運(yùn)行完后，可以通過(guò)示波器和顯示器觀

7、察解調(diào)結(jié)果。當(dāng)信道的信噪比為1時(shí)的解調(diào)波形如圖9所示。(a)解調(diào)波形(b)誤碼率圖9 信噪比為1時(shí)的解調(diào)波形及誤碼率圖9中第一路信號(hào)為基帶信號(hào)，第二路信號(hào)為解調(diào)信號(hào)。從圖中可以看出解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)相差較大，誤碼率大。當(dāng)信道的信噪比為5時(shí)的解調(diào)波形以及誤碼率如圖10所示。(a)解調(diào)波形(b)誤碼率圖10 信噪比為5時(shí)的解調(diào)波形及誤碼率從圖10中可以看出當(dāng)信噪比增大到5時(shí)，解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)相差變小，誤碼率減小。當(dāng)信道的信噪比為10時(shí)的解調(diào)波形以及誤碼率如圖11所示。(a)解調(diào)波形(b)誤碼率圖11 信噪比為10時(shí)的解調(diào)波形及誤碼率由圖11可以看出，當(dāng)信道信噪比增大時(shí)，解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)的相差進(jìn)

8、一步減小，誤碼率也減小到0.09524。由以上仿真結(jié)果可以看出：當(dāng)信道的信噪比越大，解調(diào)誤碼率越低，系統(tǒng)化的解調(diào)性能越好。 4 出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法(1)第一次接觸simulink，對(duì)軟件不熟悉，很多模塊找不到，為此花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力。后面，去圖書館借了本專業(yè)的書籍進(jìn)行參考，經(jīng)過(guò)一個(gè)下午的學(xué)習(xí)，終于熟悉了simulink，現(xiàn)在已能迅速找到相關(guān)模塊了。(2)對(duì)于參數(shù)的設(shè)置不能正確的把握，結(jié)果有時(shí)導(dǎo)致圖像很粗糙或者不完整，特別是信道模塊的參數(shù)影響著最后的結(jié)果。在老師的幫助下，在老師的幫助下，我明白了各種參數(shù)設(shè)置的原理，然后設(shè)置好了各個(gè)參數(shù)。5. 總結(jié)此次通信原理課程設(shè)計(jì)只有短短的兩周時(shí)間，在這

9、兩周時(shí)間里，我學(xué)會(huì)了用matlab/simulink仿真系統(tǒng)初步的設(shè)計(jì)方法。初步了解了如何用matlab/simulink這個(gè)仿真軟件進(jìn)行dqpsk調(diào)制和解調(diào)的設(shè)計(jì)。雖然在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了不少的麻煩和困難，與此同時(shí)也深刻認(rèn)識(shí)到自己存在的許多不足，理論知識(shí)的學(xué)習(xí)有待加強(qiáng)，實(shí)踐的能力有所欠缺，遇到困難自己獨(dú)立處理有待努力，在課程設(shè)計(jì)之前，我查閱了相關(guān)書籍，但是理論的學(xué)習(xí)并沒(méi)有讓我體會(huì)到課程設(shè)計(jì)的真諦，光憑理論實(shí)在無(wú)法實(shí)現(xiàn)書中所要表達(dá)的內(nèi)容，因此上機(jī)實(shí)踐很關(guān)鍵。通過(guò)理論知識(shí)的初步學(xué)習(xí)，加上上機(jī)的實(shí)踐，我漸漸地對(duì)simulink有了一定的認(rèn)識(shí)，但是在將書上的理論方框圖轉(zhuǎn)換為simulink模塊的過(guò)程中出現(xiàn)了很大的困難，因?yàn)閷?duì)軟件不熟悉的緣故，許多模塊都沒(méi)有找到，因此也大大延誤了設(shè)計(jì)的完成時(shí)間。但是在同學(xué)和老師的幫助指點(diǎn)下，許多問(wèn)題得到了解決，同時(shí)也讓我對(duì)此次設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，遇到問(wèn)題也有了鉆研的精神。這次課程設(shè)計(jì)不僅鞏固我們?cè)跁蠈W(xué)習(xí)的基本內(nèi)容，還在一定程度上提高了我們的動(dòng)手能力。在這次課程設(shè)計(jì)中，我不僅鞏固了過(guò)去學(xué)過(guò)的知識(shí)，同時(shí)還學(xué)到了許多書本上沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)培養(yǎng)了我對(duì)系統(tǒng)的分析能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深刻的了解到，理論與實(shí)際的結(jié)合是十分重要的，單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)無(wú)法培養(yǎng)我們實(shí)際動(dòng)手能力。只有把理論和實(shí)踐結(jié)